Автономная сейсмостанция Советский патент 1984 года по МПК G01V1/22 

2. Сейсмостанция по п. 1, о т л ич а ю.щ а я с я тем, что решающее устройство содержит первый и второй коътараторы, первый и второй инверторы, сумматор и коммутатор, при этом первый вход первого компаратора соединен с таймером устройства управления, вход второго компаратора непосредственно, а первый вход сумматора через первый инвертор соединены с вькодом наборного устройства выход сумматора соединен с первым входом коммутатора непосредственно и с вторым входом коммутатора через второй инвертор, управляющий вход коммутатора соединен с выходом второго компаратора, а выход коммутатора соединен с вторым входом первого компаратора,, выход которого является выходом решающего устройства.

1. ABTOHOMHAiH СЕЙСМОСТАНЦИЯ, соде.ржащая последовательно соединенные сейсмоприемное устройство, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим BKOAaNffi.. кодирующее устройство и передатчик, а также.устройство управления, включающее приемник и дешифратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения автономности работы сейсмостанции путем обеспечения автономного управления режимом регистрации, в устройство управления введены решающее устройство, а также триггер, счетчик, таймер, наборное устройство и схема совпадений. Причем входы триггера, счетчика и таймера соединены с выходом дешифратора, а выходы счетчика, таймера и наборного устройства соединены с cooтвeтcтвyюш iи входами решающего устройства, выход g триггера и выход решающего устройства соединены с соответствующими входами схемы совпадений, выход которой сое- ДИНеН с управляющим входом буферного |1«аега запоминающего устройства. 1/

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к автономным сейсмостанциям, предназначенным для регистрации сейсмических сигналов от удаленных взрывов, например, при морской сейсморазведке корреляционным методом преломленных волн (КМПВ), а также глубинном сейсмическом зондировании, и может быть применено в автономных сейсмостанциях, входящих в состав цифровой телеметрической системы.

Известна автономная сейсмостанция содержащая сейсмоприемники, усилители, устройство оцифровки сигналов, кодирующее устройство и пере,датчики.Такая сейсмостанция входит в состав телеметрических систем с передачей данньк на центральный пункт сбора по радиоканалу il .

Недостатр:ом автономной сейсмостанции является больщая избыточност данных, регистрируемых в пунктах на.блюдений или передаваемых на пункт сбора по радиотелеметрическому каналу связи, что связано с необходимостью автономного управления режимом регистрации автономной сейсмостанции.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является автономная сейсмостанция, содержащая последовательно соединенные сейсмоприемное устройство, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим входами, кодирующее устройство и передатчик, а также устройство управления, включающее передатчик, дешифратор и ге

нератор управляюцих сигналов. Выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом буферного запоминакнцего устройства а выход управлякицего устройства - с управляющим входом. На вход управляющего устройства подается телеметрическая информация, передаваемая с центрального пункта управления цифровой телеметрической системы, в состав которой входит сейсмостанция. Эта информация включает адрес автономной сейсмостанции и сведения, необходимые для формирования управляющих сигналов в устройстве управления Генератор формирует управляющие сигналы 12 .

Недостатком известной автономной сейсмостанции является необходимость использования большого объема информации, получаемой по радиоканалу телеуправления для формирования сигнала, управляющего режимом работы буферного запоминающего устройства и передатчика. Так, например, для передачи команды на включение буферного запоминающего устройства в режим регистрации оцифрованных сейсмичес ких сигналов надо передать по радиоканалу телеуправления присвоенную устройству управления данной сейсмостанции комбинацию импульсов временного или смешанного кода, т.е. адрес сейсмостанции. С увеличением числа автономньк сейсмостанции (в системе их может быть несколько десятков) усложняется адрес каждой сейсмостанции. Это приводит к увеличению верояности возникновения ложных команд в

результате сбоев в канале телеуправления. При этом в буферное запоминаю щее устройство по ложно воспринятым командам записываются неинформативные сигналы, не несущие сейсмичес кой информации. Это в свою очередь увеличивает непроизводительный расход носителя информации буферного за поминакщего устройства при записи не информативньк трасс, ведет к уменьшению времени между циклами считывания информации в радиотелеметрический канал и в, конечном счете, к уве личению энергопотребления станции и снижению ее автономности. Цель изобретения - повышение авто номности работы сейсмостанции путем обеспечения автономного управления режимом регистрации. Поставленная цель достигается тем что в автономной сейсмостанции, содержащей последовательно соединенные сей смоприемное устройство, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство с информационным и управляющим входами, кодирующее устройство и передатчик,а также устройство управления,включающее приемник и дешифратор, в устройство управдгения введены решающее устройство, триггер, счетчик, таймер, наборное устройство и схема совпадений, причем входы триггера, счетчика и таймера соединены с выходом дешифратора, а выходы счетчи ка, таймера и наборного устройства соединены с соответствующими входами решающего устройства, выход триггер и выход решающего устройства соединены с соответствующими входами схе мы совпадений, выход которой соединен с управляемым входом буферного запоминающего устройства. Кроме того, решающее устройство содержит первый и второй компараторы, первый и второй инверторы, суммат.ор и коммутатор, при этом вход первого компаратора соединен с таймером устройства управления, первьй вход второго компаратора непосредственно, а первый вход сумматора через первый инвертор соединены с выходом наборного устройства управлени зыход сумматора соединен с первым входом коммутатора непосредственно с вторым входом коммутатора - через второй инвертор, управляющий вход коммутатора соединен с выходом второго компаратора, а выход коммутато ра соединен t вторым входом первого компаратора, выход которого является выходом решающего устройства. Сущность изобретения заключается в том, что сейсмостанция снабжена автономным устройством управления, которое на каждый сигнал отметки момента взрыва формирует режим регистрации сейС «1ческих сигналов, реализуя заложенный в устройстве управления алгоритм, учитывающий местоположение станции, меняющееся расстояние взрывприбор и технологические особенности проводимых работ. Отметка момента взрыва в канале телеуправления задана в виде элементарного (безадресного сигнала), не меняющегося при увеличении числа автономных сейсмостанции в системе наблюдений. Местоположение сейсмостанции и технологические особенности проводимых работ задаются с помощью наборного устройства управления при постановке автономной сейсмостанции в каждой данной точке. Вьтолнениа автономной сейсмостанции позволяет обеспечить автономность управления режимом регистрации и тем самым повысить автономность станции в целом. Реализация автономного управления обеспечивает отбор и регистрацию полезной сейсмической информации, что ведет к повьш1ению автономности за счет уменьшения времени записи и пе(едачи информации и, следовательно, за счет экономии энергетического ресурса. Поскольку в регистрируемой информации существенно сокращается доля неинформативной части, то повышается также и достоверность получаемой информации. На фиг. 1 представлена принципиальная схема автономной сейсмостанции; на фиг. 2 - схема решающего устройства. Станция содержит сейсмоприемное устройство 1, усилитель 2, аналогоцифровой преобразователь 3, буферное запоминающее устройство 4, имеющее информационный вход 5 и управляющий вход 6, кодирующее устройство 7, радиопередатчик 8, устройство 9 управления, включающее приемник 10, дешм ратор 11, триггер 12 с входом 13 установки в состояние 1, таймер 14 с управляющим входом 15, счетчик 16 со счетным входом 17, наборное устройство 18, решающее устройство 19 и схему 20 совпадений. 1 Решающее устройство (фиг„ 2) содержит, первый вход 21 первого кс5мпаратора 22, второй вход 23 первого компаратора 22, первый вход 24 второго компаратора. 25, первый инвертор 26, сумматор 27, второй инвертор 28, коммутатор 29 с управляющим входом 30. Автономная сейсмостандая в режиме записи сцифрованных сейсмических сиг напов работает следующ им образом, Сейсмические сигналы с выхода се смоприемного устройства 1 через уси литель 2 поступают на аналого-цифровой преобразователь 3 и далее на ин формаиионный вход 5 буферного запоми нающего устройства 4. Сигналы отмет ки момента (ОМ), передаваемые с пун та управления по радиоканалу при из лучении в среду очегедного упругог импульса, принимаются в устройстве 9 управления приемником 10 и деко fipyKiTся дешифратором 11. С выхода дешифратора 11 сигнал ОМ поступает к триггеру 12 на вход 13 установки в состояние 1 триггера 12, на управляющий вход 15 таймера и на счет ный вход 17 счетчика 16. При этом у танавливается в состояние 1 триг:гер 12, осуществляется запуск таймера 14 и увеличивается на 1 число, содержащееся в разрядах счетчиi a 165 соответствующее общему коли честву переданных с пунктов управления сигналов ОМ, Таким образом, на входы.решающего устройства 19 поступает следукяцая 1-1 {формация: от таймера 14 информа- . 1дая о текущем времени, прошеднтем с момента постузллення на сейсмостан1ШЮ очередного сигнала ОМ° от счетчи ка 16 информация о количестве переданных с начала работ сигналов ОМ, соответствующему положению подвижного пункта возбуждения на схеме наблюдений, от наборного устройства 18 информация о пс1ложе}ши данной сейсмостанции на схеме наблюдений (уста навливается при постановке станции в соответствующем пункте наблюдений сейс1уических сигналов). Решающее устройство 19 по результатаы анализа информации, поступающей от таймера 14, счетчика 16 и наборного устройства 18, с задержкой относительно сигнала ОМ, соответствующей раг.стоянию взрыв-прибор для данной станции, вырабатывает сигнал 2ft на включение режима записи огщфрованных сейсмических сигналов в буферное запоминанлцее устройство 4, который с выхода решающего устройства 19 через логическую схему 20 совпадений поступает на управляющий вход буферного запоминающего устройства 4. На второй вход схемы 20 совпадений поступает сигнал от триггера 12, После окончания цикла записи триггер 12 и таймер 14 устанавливаются в исходное состояние и станция готова к приему с пункта управления очередного сигнала ОМ. После заполнения буферного запоминающего устройства 4 или по специальному сигналу с пункта управления буферное запоминающие устройство 4 переводится в режиг считывания данных, которые с помощью кодирующего устройства 7 и передатчика 8 транслируются на пункт сбора данных сейсморазведки. Принцип действия решающего устройства 19 и -его функциональная схема определяются принятой схемой наблюдений при проведении сейсморазведочных работ. На фиг. 2 представлена функционадьная схема решающего устройства 19 для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов относительно сигнала ОМ при линейной схеме наблюдений. Необходимая.задержка начала регистрации определяется на каждой из автономных сейсмостанций как заданная функция текущего расстояния взрыв-прибор с помощью решающего устройства 19 следующим образом. Весь профиль разбивается на отрезки, длина которых соответствует интервалу между взрывами. Каждому пункту возбуждения ставится в соответствие свой номер, относительно условно выбранного . начал.а профиля, при этом пункт возбуждения с номером О располагается в начале профиля, а пункт возбуждения сномером 1 - в конце. В пунктах профиля с номерами, кратными некоторому числу п (в альнейшем именуемых опорными пунктами) располагаются автономные сейсмоет ан1р1и, при этом каждой из них приваивается Номер того опорного пункта, в котором сейсмостани {я располоена. Таким образом, номера пунктов возбуждения., опорных пунктов и автономных сейсмостанций однозначно соответствуют удалениям пунктов возбужде ния, опорных пунктов профиля и автономных сейсмостанций от начала (конца) про(1иля и могут бьггь использован в качестве юс координат в данной схе ме наблюдений, а по разности между номерами пункта возбуждения и сейсмо станций можно судить о текущем расстоянии взрыв-прибор О с ьешпв-Исд), где й6 - интервал между пунктами воз буткдений. Mi д,д- номер пункта возбуждения; Nj; - номер автономной сейсмостан ций. При сейсморазведке интервал между возбуждениями обычно составляет сотн иногда десятки метров. Для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов относительно отметки момента взрыва точность спре- деления расстояния взрыв-прибор мо жет быть значительно ниже. Например, для определения О достаточно знать N с точностью по п , при этом ошибка в определении 3 не будет превьпиать величины пд2 , и при всех пунктах возбуждения с номерами от оп,-До о 11+п-1 гдеНо - номер v-ro опорного пункта) задержка начала ре гистрации относительно отметки момен та будет иметь одну и ту же вепичину. При этом расстояние взрыв-прибор, измеряемое с точностью до/цВ D определяется выражением D uf /H jn-NcT/, Для определения задержки начала регистрации сейсмических сигналов удоб но измерять D в относительных едини feax: 0 : 1 1 оп-«стГ Задержка начала регистрации сейсмических сигналов автономными сейсмостанциями относительно отметки м мента в большинстве случаев име линейную зависимостьот расстояния взрьт-прибор. T,, где д-t - коэффициент пропорциональности, соответствующий изменению задержки начала регистрации при перемещении пункта возбуткдения на расстояние бп; с; D - относительное расстояние меж ду пунктом возбуждения и автономной сейсмостанцией.. Как правило, необходимо, чтобы на участках профиля, прилегающих к данной автономной сейсмостанций, задержка начала регистрации сигналов была бы минимальной (например, равной О). В этом случае определяется вьфажением fiUD-O.npM ,-, 4tt3,np«Nne,N,, . Параметры i,&6 и ut определяются характером сейсморазведочных исследований и конкретными сейсмогеологическими условиями в районе проведения работ. Для правильного их выбора строят теоретические годографы на ос-( нове априорной модели, а также результатов опытно-методических работ. Принцип действия решаихцего устройства 19 заключается в следующем. С выхода таймера 14 на первый вход 21 первого компаратора 22 поступает двоичное число, соответствующее времени, прошедшему с момента поступления на сейс14останцию очередного сигнала отметки момента, измеренному с точностью до fct (коэффициент пропорциональности в выражении (1). Йа второй вход 23 первого компаратора 22 поступают закодированные значения (D-1) или D (в соответствии с выражением (1), которые определяются следуюпим образом. В старших разрядах счетчика t6 устройства 9 управления хранится текущий номер опорного пункта, пройденного подвижным пунктом возбуждения в процессе его перемещения вдоль профиля. Этот номер опорного пункта со старишх разрядов счетчика в параллельном коде поступает на первый вход 24 второго компаратора 25 и через первый инвертор 26 - на сумматор 27. На вторые входы компаратора 25 и сумматора 27 поступает в параллельном коде номер сейсмостанций, устанавливаемьй на наборном устройстве 18 перед постановкой

9

сейсмостанции в соответствующем опорном пункте, В сумматоре 27 происходит сложение чисел, представляющих прямой код номера сейсмостанцни и обратный код текущего номера опорного пункта, при этом перенос из старшего разряда суммы во ,внимание не принимается. Результат суммировайия с помощью инвертора 28 и коммутатора 29 может быть представлен с помощью прямого или обратного кодов, в зависимости от вьшолнения одного из условий, определяемых компаратором 25, выкод которого соединен с управляющим входом 30 коммутйтьра 29

, VSof,.«CT

С выхода коммутатора 29 представленное с помощью параллельного двоичного кода значение Р или (D-1) поступает на второй вход 23 компаратора 22, на первый вход 21 которого, как уже указывалось, поступает двоичное число соответствующее текущему временному интервалу, прошедшему с момента поступления очередного сигнала отметки момента. При совпадении кодов, ни обоих входах Kotmaратора 22 на его , яапяю мся выходом решакяцего устройства 19, формируется логический сигнал, соответствующий по времени началу регистрации сейсмических сигналов. При этом время задержки.начала регист25572О

рации будет соответствовать выражению (1) .

Таким образом, автономная сейсмостанция будет включена в режим за5 писи сейсмической информации к моменту прихода в точку расположения сейсмостанции полезной сейсмической волны от пункта взрыва.

Автономное формирование устройства управления режима регистрации сейсмостанции с применением безадресного управляющего сигнала, обеспечивает высокую надежность команды управления. За счет улучшения резкима регистрации информации достигается экономия энергетического ресурса станции, носителя, информации, что повьппает автономность сейсмостанции; также повьшается достоверность регистрируемой сейсмической информации и соответственно качество геологической информации.

При применении предлагаемого технического решения в практике морских сейсморазведочных работ, например, КШВ-ГСВ, повышение автономности, по сравнению с известным устройством позволяет улучпшть технологию работ за счет уменьшения количества операций подъема-постановки станции и,следовательно, повысить производительность работ. Автономное управление сейсмостанцией позволяет использовать большое количество таких сейсмостан1Р1Й в системе наблюдений. Это приводит почти к пропорциональному повышению производительности работ, что в свою очередь существенно повышает их экономическую эффективность.